JP2010158655A - 超音波洗浄器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の超音波洗浄器の機能は、洗浄槽内の負荷条件が変化するとそれに伴い出力電力が変化するため、洗浄斑が発生していた。これを解決する手段として出力電力を一定に保つためにマニアルで周波数のチューニングを行っていた。このため自動装置に連動した超音波洗浄器で洗浄する場合の対応が困難であった。
【解決手段】洗浄層内の負荷条件が変化しても負荷条件に適合した周波数チューニングを自動的に行う機能を備え、かつ出力の高周波電流と電圧の位相を一致させる機能と一定の供給電流が得られるための定電流制御機能を備えることにより、安定した出力電力が供給出来ることにより、洗浄斑を防止できることが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は超音波を利用した洗浄器で、洗浄槽内の負荷変動が発生した場合でも、一定の出力電力を保ちながら安定な洗浄が可能な超音波洗浄器に関する。

従来の超音波洗浄器は洗浄槽内の付加変動・・・たとえば水深の変動、洗浄対象のワーク等が変化すると、出力電力が変動し洗浄効果が低下したりする。このためマニアルで安定動作領域内に入るまで周波数のチューニングをおこないながら調整していた。

図１で洗浄槽３Ａ内の液深が１から２と変化した場合に、図２で示すように振動素子の共振点が５、６とずれていく図を示したものである。従って負荷変動に伴い振動素子４の周波数及びインピーダンスが変化する。

以下、図３、図４により従来の超音波洗浄器について説明する。
図３では超音波洗浄器本体９Ａの発振器の発振用の基板７に連動するポテンションメータ８を調整しながら安定動作領域へ導く。

図４は発振器の出力部の高周波電流と電圧の位相を一致させることにより安定領域に導く手段をとったものである。高周波出力電流を取り出すカレントトランス１２、高周波出力電圧を取り出す１４をそれぞれ位相比較器１３に入力し両方の位相を一致させる動作を繰り返しながら安定領域に導き出そうとする機能を有する。

株式会社サン電子 超音波応用機器／総合カタログ Ｐ１

発明が解決しようとしている課題

以上述べてきた従来の超音波洗浄器の機能は安定領域に導くための手段として、負荷変動に対応した周波数を都度マニアルで調整するため、自動設備を備えた洗浄装置での対応が困難であった。

又負荷変動に追従して出力部の電圧、電流の位相を一致させる動作だけでは負荷変動に対応した周波数が得られないため完全に安定動作領域に導くことが困難であった。

本発明は上記目的を達成するために、自動で負荷変動に対応した条件を選択できることを目的としたものであり、さらに自動設備に備えられた洗浄器に対応が可能となるものである。

課題を解決しようとしている手段

第１の課題を解決するための手段として、負荷変動に追従した周波数を自動で選択し、さらに出力電流、電圧の位相を一致させる機能を同時に有する。

第２の課題を解決するための手段として出力の電流を一定に保つための手段として定電流制御機能を有する。

上記第１、２の課題を解決する手段として、負荷変動に追従した周波数を自動選択し、定電流制御を機能をあわせて、同時に動作させる手段をとることにより安定した出力電力が得られる。

発明の効果

以下本発明の実施の形態について図５に基づいて説明する。

図５において、超音波洗浄器用の発振器本体２５Ａで高周波出力電流を検知するカレントトランス１２と、出力トランス２１の１４から高周波出力電圧をそれぞれ取り出して両者を位相比較器１３に入力し、負荷変動が生じても電圧と電流の両者の位相が一致させる動作機能を有する。

位相比較器１３で電圧、電流の両者の位相判定を行い、一致した時点での信号を増幅器１５を通してメインの発振器２４経て電力増幅部１９へ送る。

位相比較器１３からの位相一致した時点での信号と周波数をチューニングする
チューニング回路２０からの信号を同時に増幅器１５に入力したの後、メインの発振部２４を通して電力増幅器１９へと送る。

位相比較器１３、チューニング回路２０から送られた信号をもとに電力増幅し、負荷に応じた電流を供給する。

供給される電力を一定に保つための手段として、定電流設定回路２３で必要な供給電流を２２で設定し、設定した電流値と一致する供給電流をを検知するカレントトランス１８で監視ししながら一定の電流を保持することにより安定した電力が得られる。

供給される電力を一定に保つための定電流設定回路２３で、設定した電流値と供給電流が一致した時点でチューニング回路２０を一時情報を保持したまま停止させる。

設定した電流値と供給電流が異なると、チューニング回路２０の保持動作を解除し一致するまで周波数のチューニング動作を繰り返す。

以上の動作を繰り返すことにより、自動的に安定した電力が供給できる。

上述したように本発明の超音波洗浄器は、自動で洗浄槽内の負荷変動に対応でき、安定した電力を供給することにより洗浄の斑をなくすことが可能となる。

又この発明により、自動装置に備え付けられた超音波洗浄器に対応対応ができて、容易に洗浄効果をあげることが可能となる。

洗浄槽内の負荷（液深１，２）の変化示す図面。 液深の変化に伴う負荷変動による振動素子の共振点５、６の変化する図面。 負荷変動を補正するために超音波洗浄器の発信部の周波数のチューニングを行うためのボリュームを備えた図面。 付加変動に伴って出力の高周波電圧、電流の位相補正をするための構成図面。 本発明に関する基本構成図面。

１、２ 液面の水位
３Ａ 洗浄槽
４、１０ 振動素子
５，６ 共振点
７ 発振用基板
８ ポテンションメータ
９Ａ 発振器本体
１１ マッチング素子
１２ カレントトランス
１３ 位相比較器
１４ 高周波出力電圧
１５ 増幅器
１６ メイン発振・電力増幅部
１７、２１ 出力トランス
１８ 供給電流
１９ 電力増幅部
２２ 供給電流設定用ポテンションメータ
２３ 定電流設定回路
２４ メイン発振部
２５Ａ 発振器本体

Claims (2)

1. 超音波を利用して洗浄する際に洗浄槽内の負荷変動が発生しても、一定の電力を保ちながら動作可能な超音波洗浄器。
2. 超音波洗浄を行う際、洗浄槽内の負荷変動に伴う振動素子共振点のインピーダンス変化に追従した周波数を自動的に選択する機能を備えた超音波洗浄器。

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